KR20160126788A - 전자 종이 표시 장치 - Google Patents

전자 종이 표시 장치 Download PDF

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Abstract

전자 종이 표시 장치가 개시된다. 제안된 전자 종이 표시 장치는 전자 종이의 표시면에 부착되어 전자 종이의 표시면을 보호하는 유리 기판을 포함한다.
또 전자 종이와 유리 기판 사이에 자외선 차단 및 눈부심방지층(UV protective and anti-glare layer)을 더 포함할 수 있다. 보조적으로, 이 자외선 차단 및 눈부심방지층은 유리 내면에 코팅된 코팅층일 수 있다. 유리 기판은 적어도 둘 이상의 모서리가 전자 종이 측으로 꺽어진 측벽을 포함할 수 있다. 봉지부는 구동 기판과 측벽 사이의 공간을 씰링한 측벽 씰링부를 포함할 수 있다.

Description

전자 종이 표시 장치{electronic paper display}
전자 종이 표시 장치에 관한 기술이 개시된다.
전자 종이는 정전하가 충전된 반구형 트위스트볼을 이용한 트위스트 볼 디스플레이와, 전기영동법과 마이크로캡슐을 이용한 전기영동 디스플레이 및 콜레스테롤 액정을 이용한 콜레스테롤 디스플레이가 있다. 가장 상용화 정도가 높은 전기 영동 디스플레이는 전하를 띠고 있는 입자가 유전체 유체 내에서 분산된 상태에서 인가된 전기장에 의해 이동하는 전기 영동 현상을 이용한다.
대표적인 전기 영동 디스플레이는 대전 특성과 색이 다른 복수 종류의 잉크 미립자를 함유한 유전체 유체가 충진된 마이크로캡슐을 이용한다. 이 마이크로캡슐들을 바인더와 혼합하여 상, 하부 전극 사이에 위치시키고 전계를 인가하면 픽셀별로 인가된 전계에 따라 대전된 잉크 미립자들이 표면으로 이동하여 발색한다.
또다른 타입으로, 인-플레인(In-Plane) 타입 전기 영동 디스플레이가 있다. 도 1은 일반적인 인-플레인(In-Plane) 타입 전자 종이의 구성을 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 인-플레인(In-Plane) 타입 전자 종이는 마이크로컵(Micro-Cup®)이라고 불리는 격벽 구조(151)를 가진다. 이 마이크로컵 구조는 감광성 고분자층을 패터닝된 표면을 가진 롤러에 의해 성형한 후 자외선에 의해 경화시켜 형성한다. 평면 상에서 볼 때 마이크로컵 구조는 다양한 형상을 가질 수 있지만, 통상 육각 벌집 구조를 가진다. 인-플레인(In-Plane) 타입 전자 종이는 여러 종류의 대전된 염료 입자(charged pigment particle)(153)를 유전 유체(dielectric fluid)에 분산시킨 전기 영동 분산액을 마이크로컵 구조에 분사하여 충진하고 그 마이크로컵의 입구들을 롤러 방식으로 형성하는 봉지층(sealing layer)으로 밀봉하여 제조한다. 봉지층 아래에는 패널 시험용의 알루미늄 전극층(156)이 접착층(adhesive layer)(154)에 의해 접착된다. 반대면인 표시면에는 공통의 투명 전극층(157)이 코팅된 PET 필름(159)이 접착된다. 인-플레인(In-Plane) 타입 전기 영동 디스플레이는 롤투롤(Roll-to-Roll) 방식으로 연속 제조될 수 있다. EIH 사는 3가지 종류의 대전된 염료 입자를 마이크로컵 구조에 봉지하여 3가지 색상을 표시하는 전자 종이 표시 장치를 출시하였다. 알루미늄 전극층(156)과 투명 전극층(157)에 시험용 전압을 인가하여 전자 종이를 전체적으로 제1 색상으로 구동한 후 제2 색상으로 구동하는 과정을 반복하면, 불량 픽셀을 확인할 수 있다. 또 알루미늄 전극층(156)은 전자 종이의 배면을 보호하고 밀봉을 보강한다.
마이크로캡슐 타입과 달리, 인-플레인 타입 전자 종이는 화학적으로 불안정한 전기 영동 분산액이 캡슐 없이 격벽 구조와 봉지층에 의해 밀봉되는 취약한 봉지 구조를 가지고 있다. 격벽 구조에 밀봉된 전기 영동 분산액은 습도와 온도에 민감하다.
도 2는 이러한 인-플레인 타입 전자 종이를 이용한 종래의 전자 종이 표시 장치의 일 예의 구성을 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 종래 인-플레인 타입 전자 종이 표시 장치는 표시면의 투명 전극층(157) 위에 추가적인 보호 시트(protection sheet)(110)를 부착하여 밀봉을 보강하고 있다. 이 보호 시트는 폴리에스테르 계열의 필름에 눈부심 방지 필름(anti-glare film)을 적층하고 앞뒷면에 보호층을 적층한 것으로, 아크릴계 접착제(acrylic adhesive)와 아크릴계 수지(acrylic resin)를 통해 표시면측에 접착된다. 보호 시트(110)는 항습 기능과 자외선 보호 기능을 가진다. 전자 종이의 배면에는 원래 라미네이트되어 있던 패널 시험용의 알루미늄 전극층(156)이 제거되고 그 자리에 TFT 구동 기판(130)이 라미네이트된다. 이때 보호 시트(110)와 구동 기판(130) 사이의 공간은 씰링제로 봉지된다. TFT 구동 기판(130)의 특정한 픽셀 전극이 액티브 구동되면, 그 픽셀 전극과 투명 전극층(157) 사이에 봉지된 마이크로컵 구조 내의 전기 영동 분산액의 대전된 염료 입자들 중 양 전극 사이에 걸린 전압에 의해 결정되는 종류의 염료 입자들이 표시면 측으로 이동하여 해당 픽셀이 특정한 색상을 표시한다.
이러한 전자 종이 표시 장치의 시험 결과 온도가 50℃, 습도 20% 정도의 조건에서 화면의 일부가 변색되는 현상이 관찰되었다. 또 상온에서 장시간 방치된 경우에도 비슷한 불량이 발견되었다. 이는 이 폴리에스테르 계열 보호 시트 그 자체 및 그를 이용한 봉지 구조가 가지는 봉지 특성의 한계로 인해 화학적으로 불안정한 전기 영동 분산액에 습기가 유입되거나 유출되어 발생하는 것으로 추정된다.
제안된 발명은 전자 종이 표시 장치의 봉지 구조를 개선하여 표시 특성의 내구성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
일 양상에 따르면, 제안된 전자 종이 표시 장치는 전자 종이의 표시면에 부착되어 전자 종이의 표시면을 보호하는 유리 기판을 포함한다.
또다른 양상에 따르면, 전자 종이와 유리 기판 사이에 자외선 차단 및 눈부심방지층(UV protective and anti-glare layer)을 더 포함할 수 있다. 보조적으로, 이 자외선 차단 및 눈부심방지층은 유리 내면에 코팅된 코팅층일 수 있다.
또다른 양상에 따르면, 유리 기판은 적어도 둘 이상의 모서리가 전자 종이 측으로 꺽어진 측벽을 포함할 수 있다. 보조적으로, 봉지부는 구동 기판과 측벽 사이의 공간을 씰링한 측벽 씰링부를 포함할 수 있다.
제안된 발명에 따르면, 전자 종이 디스플레이에 화학적으로 안정된 유리 기판을 보호 기판으로 사용하여 항습 특성이 개선되어 표시 특성의 내구성이 개선된다. 또 전자 종이 디스플레이의 봉지 구조를 개선하여 표시 특성의 내구성이 향상된다.
제안된 발명은 전면부를 유리 기판으로 대체함으로 인하여, 기존대비 내구성 및 시인성을 높이고, 필요에 따라 uv코팅과 antiglare층을 추가할 수 있으며, barrier film을 통한 수분 침투를 근본적으로 차단하는 효과를 볼 수 있다. 또 전자 라벨 등 제품에 적용시 투명한 디스플레이 커버가 불필요해진다.
도 1은 일반적인 인-플레인(In-Plane) 타입 전자 종이의 구성을 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 인-플레인 타입 전자 종이를 이용한 종래의 전자 종이 표시 장치의 일 예의 구성을 도시한 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전자 종이 표시 장치의 구조를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 실시예에 따른 전자 종이 표시 장치를 도시한 평면도이다.
도 5는 또다른 실시예에 따른 전자 종이 표시 장치의 구조를 도시한 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 실시예에 따른 전자 종이 표시 장치를 도시한 평면도이다.
전술한, 그리고 추가적인 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예들을 통해 더욱 명확해질 것이다. 이하에서는 이러한 여러 양상들을 제시된 실시예들을 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있을 정도로 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 일 실시예에 따른 전자 종이 표시 장치의 구조를 도시한 단면도이다. 도 4는 도 3에 도시된 실시예에 따른 전자 종이 표시 장치를 도시한 평면도이다. 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 전자 종이 표시 장치는 내부에 전기영동 분산액이 밀봉된 전자 종이(150)와, 전자 종이(150)의 배면에 밀착되는 구동 기판(130)과, 전자 종이(150)의 표시면에 부착되어 전자 종이(150)의 표시면을 보호하는 유리 기판(170) 및 구동 기판과 유리 기판의 테두리를 밀봉하는 봉지부(120)를 포함한다.
도시된 실시예에 있어서, 전자 종이(150)는 도 1에 도시된 바와 같은 인-플레인(In-Plane) 타입 전자 종이이다. 도시된 실시예에서, 전자 종이(150)의 알루미늄 전극층(156)은 제거되고, 그 자리를 대신하여 TFT 구동 기판(130)이 밀착된다. 일 실시예에 있어서, TFT 구동 기판(130)에 알루미늄 전극층(156)이 제거된 인-플레인(In-Plane) 타입 전자 종이를 라미네이트(laminate)하여 중간 조립체(160)가 조립된다. TFT 구동 기판(130)은 유리 기판에 폴리실리콘을 증착한 후 TFT(Thin Film Transistor) 어레이를 형성하고, 일측 영역을 재결정화하여 CMOS 구동회로를 형성하여 제작한다. TFT 구동 기판(130)에서 구동칩이 실장된 일측 영역에는 신호를 입출력하기 위한 FPCB 케이블(136)이 고정된다. 일 양상에 따르면, 유리 기판(170)은 습기 및 온도 변화에 불구하고 안정된 화학적 보호벽을 제공하며, 기존의 보호 필름(barrier film)보다 수분차단 특성이 좋다.
또다른 양상에 따르면, 또다른 양상에 따르면, 전자 종이와 유리 기판 사이에 자외선 차단 및 눈부심방지층(UV protective and anti-glare layer)을 더 포함할 수 있다. 도시된 실시예에 있어서 자외선 차단 및 눈부심방지층은 자외선 차단 필름(173) 및 눈부심방지 필름(171)이 적층되어 구성된다. 또다른 예로, 이 자외선 차단 및 눈부심방지층은 유리 내면에 코팅된 코팅층일 수 있다.
봉지부(120)는 예를 들면 실리콘 혹은 열용융 에폭시 접착제로 형성될 수 있다. 이때 유리기판(170)과 구동 기판(130) 사이의 공간은 씰링제로 봉지된다.
봉지부(120)는 구동 기판(130)의 상면과, 그보다 더 좁은 면적을 가지는 유리 기판(170)의 저면 및 전자 종이(150)의 측면에 의해 형성된 공간을 채워 전자 종이의 측면을 봉지한다. 도 4에 도시된 바와 같이 평면에서 볼 때 구동 기판(130)이 유리 기판(170)에 의해 가려지지 않은 테두리가 폭 △t만큼 확보된다. 따라서 봉지부(120)는 도 3의 단면도에 도시된 바와 같이 외면이 경사면을 가진다.
TFT 구동 기판(130)의 특정한 픽셀 전극이 액티브 구동되면, 그 픽셀 전극과 투명 전극층 사이에 봉지된 마이크로컵 구조 내의 전기 영동 분산액의 대전된 염료 입자들 중 양 전극 사이에 걸린 전압에 의해 결정되는 종류의 염료 입자들이 표시면 측으로 이동하여 해당 픽셀이 특정한 색상을 표시한다.
또다른 양상에 따르면, 전자 종이 표시 장치는 구동 기판(130)의 구동 칩(134)이 실장된 영역의 공간을 메우는 충진부(132)를 더 포함할 수 있다. 구동 기판(130)의 구동 칩 실장 영역은 폴리실리콘을 재결정시킨 후 CMOS 구동 회로가 형성된 영역으로, 추가적으로 소자들이 솔더링될 수 있다. FPCB 케이블(136)이 연결되고 용접된 소자들로 인해 이 영역은 표면이 요철을 가질 수 있으며, 전자 종이가 부착되지 않아 단차를 가질 수 있다. 충진부(132)는 예를 들면 에폭시 혹은 실리콘으로 이 영역을 평탄하게 한다.
도 5는 또다른 실시예에 따른 전자 종이 표시 장치의 구조를 도시한 단면도이다. 도 6은 도 5에 도시된 실시예에 따른 전자 종이 표시 장치를 도시한 평면도이다. 도시된 실시예는 상단의 유리 기판이 전술한 실시예의 양 측면 봉지부 부위까지 덮고 있어 전자 종이를 보호하고 있으며, 이는 수분 투과가 되지 않는 유리를 기존의 에지 부위까지 확대시킨 것이다. 그리고, 전술한 실시예의 봉지부 부위는 TFT 구동 기판 아래 측으로 이동되어, 수분 침투 경로를 연장시킴으로써 전반적으로 수분 침투에 대한 개선 효과를 볼 수 있다.
도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 전자 종이 표시 장치는 내부에 전기영동 분산액이 밀봉된 전자 종이(150)와, 전자 종이(150)의 배면에 밀착되는 구동 기판(130)과, 전자 종이(150)의 표시면에 부착되어 전자 종이(150)의 표시면을 보호하는 유리 기판(170) 및 구동 기판과 유리 기판의 테두리를 밀봉하는 봉지부(120)를 포함한다.
도시된 실시예에 있어서, 전자 종이(150)는 도 1에 도시된 바와 같은 인-플레인(In-Plane) 타입 전자 종이이다. 도시된 실시예에서, 전자 종이(150)의 알루미늄 전극층(156)은 제거되고, 그 자리를 대신하여 TFT 구동 기판(130)이 밀착된다. 일 실시예에 있어서, TFT 구동 기판(130)에 알루미늄 전극층(156)이 제거된 인-플레인(In-Plane) 타입 전자 종이를 라미네이트(laminate)하여 중간 조립체(160)가 조립된다. TFT 구동 기판(130)은 유리 기판에 폴리실리콘을 증착한 후 TFT(Thin Film Transistor) 어레이를 형성하고, 일측 영역을 재결정화하여 CMOS 구동회로를 형성하여 제작한다. TFT 구동 기판(130)에서 구동칩이 실장된 일측 영역에는 신호를 입출력하기 위한 FPCB 케이블(136)이 고정된다. 일 양상에 따르면, 유리 기판(170)은 습기 및 온도 변화에 불구하고 안정된 화학적 보호벽을 제공하며, 기존의 보호 필름(barrier film)보다 수분차단 특성이 좋다.
또다른 양상에 따르면, 유리 기판은 적어도 둘 이상의 모서리가 전자 종이 측으로 꺽어진 측벽(175)을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에 있어서, 측벽(175)은 유리 기판에서 FPCB(134)가 연결된 방향을 제외한 3면에 형성된다. 측벽(175)는 유리 기판을 성형하여 형성할 수 있다. 도6에 도시된 바와 같이, FPCB(134)가 있는 방향에는
봉지부(120)는 구동 기판과 측벽 사이의 공간을 씰링한 측벽 씰링부(120)를 포함할 수 있다. 봉지부(120)는 예를 들면 실리콘 혹은 열용융 에폭시 접착제로 형성될 수 있다. 유리 기판과 TFT 구동 기판 간에 에지 씰링(edge sealing)이 이루어진다.
또다른 양상에 따르면, 또다른 양상에 따르면, 전자 종이와 유리 기판 사이에 자외선 차단 및 눈부심방지층(UV protective and anti-glare layer)을 더 포함할 수 있다. 도시된 실시예에 있어서 자외선 차단 및 눈부심방지층은 자외선 차단 필름(173) 및 눈부심방지 필름(171)이 적층되어 구성된다. 또다른 예로, 이 자외선 차단 및 눈부심방지층은 유리 내면에 코팅된 코팅층일 수 있다.
또다른 양상에 따르면, 전자 종이 표시 장치는 구동 기판(130)의 구동 칩(134)이 실장된 영역의 공간을 메우는 충진부(132)를 더 포함할 수 있다. 구동 기판(130)의 구동 칩 실장 영역은 폴리실리콘을 재결정시킨 후 CMOS 구동 회로가 형성된 영역으로, 추가적으로 소자들이 솔더링될 수 있다. FPCB 케이블(136)이 연결되고 용접된 소자들로 인해 이 영역은 표면이 요철을 가질 수 있으며, 전자 종이가 부착되지 않아 단차를 가질 수 있다. 충진부(132)는 예를 들면 에폭시 혹은 실리콘으로 이 영역을 평탄하게 한다. 도시된 실시예에 있어서, FPCB(134)가 있는 면을 제외한 3면은 구동 기판과 측벽 사이의 공간을 측벽 씰링부(120)에 의해 씰링하고, FPCB(134)가 있는 면은 충진부(132)에 의해 씰링된다.
이상에서 제안된 발명은 첨부된 도면을 참조한 실시예를 기초로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 이로부터 자명하게 변형 가능한 많은 변형예들을 포괄하도록 의도된 특허청구범위에 의해 표현되었다.
120 : 봉지부 130 : 구동 기판
132 : 충진부 134 : 구동칩
136 : FPCB 케이블 150 : 전자 종이
170 : 보호 기판

Claims (5)

  1. 전자 종이와;
    전자 종이의 배면에 부착되는 구동 기판과;
    상기 전자 종이의 표시면에 부착되어 전자 종이의 표시면을 보호하는 유리 기판; 및
    상기 구동 기판과 유리 기판의 테두리를 밀봉하는 봉지부;
    를 포함하는 전자 종이 표시 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 전자 종이와 유리 기판 사이에 자외선 차단 및 눈부심방지층(UV protective and anti-glare layer)을 더 포함하는 전자 종이 표시 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 자외선 차단 및 눈부심방지층은 유리 내면에 코팅된 코팅층인 전자 종이 표시 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 유리 기판은 적어도 둘 이상의 모서리가 전자 종이 측으로 꺽어진 측벽을 포함하는 전자 종이 표시 장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 봉지부는 구동 기판과 측벽 사이의 공간을 씰링한 측벽 씰링부를 포함하는 전자 종이 표시 장치.

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